PAGE5-2試驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系【基礎(chǔ)鞏固】1.在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的試驗中,下列做法正確的是 ()A.試驗時,先接通打點計時器的電源,再放開小車B.平衡摩擦力時,應(yīng)將槽碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上C.變更小車的質(zhì)量再次進(jìn)行試驗時,須要重新平衡摩擦力D.槽碼所受重力就是小車做加速運動的拉力答案:A2.在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的試驗中,作出了如圖所示的圖像,圖中三線表示試驗中 ()A.平衡摩擦力的角度不同B.小車和重物的總質(zhì)量不同C.槽碼的質(zhì)量不同D.木板的長度不同答案:B3.(多選)如圖所示,在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系試驗中,若1、2兩個相同的小車所受拉力分別為F1、F2,車中放入重物后,車的總質(zhì)量分別為m1、m2,打開夾子后經(jīng)過相同的時間兩車的位移分別為x1、x2,則在試驗誤差允許的范圍內(nèi),有 ()A.當(dāng)m1=m2、F1=2F2時,x1=2x2B.當(dāng)m1=m2、F1=2F2時,x2=2x1C.當(dāng)m1=2m2、F1=F2時,x1=2x2D.當(dāng)m1=2m2、F1=F2時,x2=2x1解析:當(dāng)m1=m2、F1=2F2時,可知,a1=2a2,由x=12at2可得,x1=2x2,選項A正確,選項B錯誤;當(dāng)m1=2m2、F1=F2時,可知a1=12a2,由x=12at2可得,x2=2答案:AD4.(多選)某些同學(xué)依據(jù)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系試驗數(shù)據(jù)畫出了以下圖像,下列說法正確的是 ()甲乙丙丁A.形成圖甲的緣由是平衡摩擦力時長木板傾角過大B.形成圖乙的緣由是平衡摩擦力時長木板傾角過小C.形成圖丙的緣由是平衡摩擦力時長木板傾角過大D.形成圖丁的緣由是平衡摩擦力時長木板傾角過小解析:a-F圖像縱軸有截距說明力F為0時加速度不為0,平衡摩擦力時長木板傾角過大;橫軸有截距說明施加力F后加速度有一過程仍為0,說明傾角過小,平衡摩擦力不足.選項A正確,選項C錯誤.a-1m答案:AD5.某試驗小組利用小車、一端帶有滑輪的導(dǎo)軌、打點計時器和幾個已知質(zhì)量的鉤碼探究加速度與力的關(guān)系,試驗裝置如圖甲所示.甲乙丙(1)圖乙是試驗中得到的一條紙帶,圖中相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為0.1s,由圖中的數(shù)據(jù)可得小車的加速度a為m/s2.

(2)該試驗小組以測得的加速度a為縱軸,所掛鉤碼的總重力F為橫軸,作出的圖像如圖丙中圖線1所示,發(fā)覺圖線不過原點,懷疑在測量力時不精確,他們將試驗進(jìn)行了改裝,將一個力傳感器安裝在小車上,干脆測量細(xì)繩拉小車的力F',作出的a-F'圖線如圖丙中圖線2所示,則圖線不過原點的緣由是,

對于圖像上相同的力,用傳感器測得的加速度偏大,其緣由是.

(3)該試驗小組在正確操作試驗后,以測得的加速度a為縱軸,所掛鉤碼的總重力F和傳感器測得的F'為橫軸作圖像,要使兩條圖線基本重合,需滿意的條件是.

解析:(1)依據(jù)Δx=at2,運用逐差法得a=xBD-xOB4t2(2)由圖線可知,F大于0時,a為0,可知圖線不過原點的緣由是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.力傳感器可以干脆得出繩子拉力的大小,用鉤碼的重力表示繩子的拉力,必需滿意鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,否則繩子的拉力事實上明顯小于鉤碼的重力.所以對于圖線上相同的力,用傳感器測得的加速度偏大,緣由是鉤碼的質(zhì)量未遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量.(3)要使兩條圖線基本重合,須要滿意鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量這一條件.答案:(1)0.195(2)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足鉤碼的質(zhì)量未遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量(3)鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量【拓展提高】6.某試驗小組利用圖甲所示裝置探究加速度與物體受力的關(guān)系,已知小車的質(zhì)量為m',單個鉤碼的質(zhì)量為m,打點計時器所接的電源的頻率為50Hz,動滑輪質(zhì)量不計,試驗步驟如下:甲①按圖示安裝好試驗裝置,其中與定滑輪及彈簧測力計相連的細(xì)線豎直;②調(diào)整長木板的傾角,輕推小車后,使小車能沿長木板勻速運動;③掛上鉤碼,接通電源后,再放開小車,打出一條紙帶,由紙帶求出小車的加速度;④變更鉤碼的數(shù)量,重復(fù)步驟③,求得小車在不同合力作用下的加速度.依據(jù)上述試驗過程,回答以下問題.(1)對于上述試驗,下列說法正確的是.

A.鉤碼的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量B.為了試驗平安,打點計時器接直流電源C.與小車相連的細(xì)線與長木板肯定要平行D.彈簧測力計的讀數(shù)應(yīng)為鉤碼重力的一半(2)試驗中打出的一條紙帶如圖乙所示,圖中兩相鄰計數(shù)點間還有4個點未畫出,由該紙帶可求得小車的加速度a=m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).

乙(3)若電源的實際頻率大于50Hz,則(2)中加速度a的計算結(jié)果與實際值相比(選填“偏大”“偏小”或“不變”).

(4)由本試驗得到的數(shù)據(jù)作出小車的加速度a與彈簧測力計的示數(shù)F的關(guān)系圖像,與本試驗相符的是.

ABCD(5)若試驗步驟②中,讓長木板水平放置,沒有平衡摩擦力,其余試驗步驟不變且操作正確,讀出彈簧測力計的示數(shù)F,處理紙帶,得到小車運動的加速度a;變更鉤碼個數(shù),重復(fù)試驗,以彈簧測力計的示數(shù)F為縱坐標(biāo),以加速度a為橫坐標(biāo),得到的圖像是縱軸截距為b的一條傾斜直線,如圖丙所示.已知小車的質(zhì)量為m',重力加速度為g,忽視滑輪與繩之間的摩擦以及紙帶與限位孔之間的摩擦,則小車和長木板之間的動摩擦因數(shù)μ=.

丙解析:(1)由圖示試驗裝置可知,彈簧測力計可以測出細(xì)線對小車的拉力,試驗不須要滿意鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,選項A錯誤;打點計時器運用交變電源,選項B錯誤;為使小車受到的拉力等于細(xì)線的拉力,應(yīng)調(diào)整滑輪的高度使與小車相連的細(xì)線與長木板平行,選項C正確;試驗過程中,鉤碼向下加速運動,故彈簧測力計的讀數(shù)小于鉤碼重力的一半,選項D錯誤.(2)由圖示紙帶可知,相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔t=5×0.02s=0.1s,由勻變速直線運動的推論Δx=at2,利用逐差法,可得加速度a=x3+x(3)若電源的實際頻率大于50Hz,打點計時器打點的時間間隔小于0.02s,相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔小于0.1s,計算加速度時所用時間t偏大,加速度的測量值小于真實值,即計算結(jié)果與實際值相比偏小.(4)由裝置及試驗步驟可知,已經(jīng)平衡摩擦力,小車受到的拉力F可以由彈簧測力計測出,小車的加速度a與彈簧測力計的示數(shù)F的關(guān)系應(yīng)當(dāng)是成正比,即a-F圖線為過原點的一條傾斜直線,由圖示可知,選項B、C、D錯誤,選項A正確.(5)小車受到的拉力FT大小等于彈簧測力計示數(shù)F,即FT